学术月之声丨探索国产仪器仪表“后来居上”之道

　　12月6日，2024高端仪器仪表产业链创新发展大会在北京举行。作为第27届北京科技交流学术月的重要活动，大会以“聚焦产创协同、赋能强基韧链”为主题，吸引了高端仪器仪表领域的专家、学者、企业家和行业精英齐聚一堂，就如何提升高端仪器仪表产业链韧性，促进创新链与产业链结合，构建企业间相互依存、相互促进的创新发展生态，更好地释放创新能量等话题展开深度交流，为参会者带来了一场学术盛宴。

　　高金吉在主旨报告《人工自愈拓展工自控到工健控创新新质生产力》中探讨了从工程自动化控制系统（工自控）向工程健康控制系统（工健控）的演进，提出了“人工自愈”的概念，并展望了其在未来工业生产中的应用前景。

　　高金吉首先介绍了工自控系统，即工程自动化控制系统。他解释说，工自控系统利用计算机技术、微电子技术和电气手段，使生产和制造过程更加自动化、高效化和精确化。随着人工智能技术的发展，工自控系统已经实现对自身状态的实时监测和自主诊断，但维修管理仍需要依靠人工进行。

　　高金吉接着提到，德国罗尔夫·艾思曼教授曾将现代机电系统比作人的大脑、内脏、五官、四肢和躯体，这一类比得到了仿生学界的认可。然而，人体除了这些功能外，还具有“自愈”能力。由此，高金吉提出：机器的排故检修，能否不需要人去“治愈”，而能像人一样可以“自愈”呢？

　　针对这一问题，高金吉提出了“人工自愈”的概念，希望将这种人和动物特有的自愈机制赋予机器。他解释说，人工自愈和人工智能（AI）的共同之处是“人工”，都是由人赋予机器功能，但不同之处在于，人工智能是对人脑意识思维控制行为的模拟，而人工自愈是对人体无意识思维（不经过大脑）的自愈机制的模拟。

　　高金吉认为，机器故障从“治愈”到“自愈”是现代化大工业生产发展的重大需求，也是必然趋势。在未来，装备安全与自主健康会成为生产力和战斗力的重要组成部分。人工智能会使机器更聪明，人工自愈可让机器更健康。

　　2.发展工健控需要IT人员与工程技术和科研人员密切结合，工业智算、数据分析应与理论研究、模拟计算、实验研究相结合。

　　3.发展工健控系统要与工业企业密切合作，确保技术能够融入生产过程和装备，解决工程实际问题，形成产业链。

　　4.不应过度追求数字经济的比例增长，数字化的终极目标是实体经济应用和增长，要发挥IT企业和实体企业的积极性。

　　6.对一流学科的考核和排名中，既鼓励传统学科做大做强，也应支持特色交叉学科的发展。往往正是这些特色交叉学科能够萌生出科技的原始创新。

　　7.高校和科研院所作为原始科技创新的主体，有远见的学者应避免盲目跟风，要实实在在地为解决工程问题作出贡献。

　　8.要在数字化、网络化、自动化、智能化、自愈化基础上，从智能运维向自主健康方向大力发展工健控仪器仪表系统产业。

　　高金吉呼吁政府部门能够支持工业智算在工健控领域的发展，他相信，随着人工自愈科技的发展，人类将能够制造出一些具备自主健康维护能力的机器装备和制造系统，并有可能辅助增强人类的自愈和康复功能。人工自愈将赋能新一轮科技革命，引领我们迈向机器自愈化的新时代。

　　林君在主旨报告《航空电磁探地仪器创新与应用》中，深入剖析了地球探测技术的重要性及其面临的挑战，并展示了我国在航空电磁探地仪器领域的最新研究成果。

　　林君首先强调了地球探测技术对于国家安全和资源勘探的重要性。他指出，人类赖以生存的油气、矿产资源、煤和地下水等均源自地下，而地球探测技术及仪器在这些资源的勘探和开采中发挥着不可替代的作用。此外，对地质灾害的调查和地球科学的认识也离不开地球探测技术的支持。

　　然而，原始森林、沼泽、沙漠和海陆交互带等区域地表条件恶劣复杂，地面人员很难进入，导致这些区域存在勘探空白。同时，这些区域内蕴藏着丰富的矿产和地热资源，如何有效勘探这些资源成为亟待解决的问题。林君指出，当前地面探测仪器在“难进入区”的勘探中遇到了瓶颈，勘探难度极大。

　　针对这些挑战，林君介绍了直升机时间域电磁探地仪器及其在勘探中的应用。他回顾了航空电磁系统的发展历程，并详细介绍了我国直升机时间域航空电磁系统的发展历程和取得成果。此外，他还展示了其课题组研发的移动平台（航空+地空）探测装备和量子地球物理精密测量仪器装备，这些装备在新疆和青海等地矿产勘探中取得了令人瞩目的成果。

　　尽管我国在地球物理仪器领域取得了一些进展，但仍面临着诸多挑战。林君指出，当前地球物理仪器以跟跑为主，领跑稀少，从0到1的创新成果不多。同时，科研成果多，但能够转化为商品的产品少，多数停留在科研样机阶段，产品可靠性和稳定性有待提高。此外，高端仪器进口仍占主导地位，仪器研发与制造领域缺乏国家级人才，人才成长与发展的环境亟待改善。

　　1.实施国产仪器装备替代行动，在新一轮找矿突破行动中发挥国产仪器的重要作用。

　　2.加快国产仪器成果转化行动，发挥制度优势，加快转化近年来已研发成功的物探仪器装备。

　　3.抢占科技制高点，在地球物理量子探测、无人智能探测、极地等极端环境探测等前沿领域取得突破。电竞平台

　　4.加强地球物理仪器高层次人才培养，为我国地球探测仪器高质量发展提供人才保障。

　　仪器仪表作为国民经济各行各业高度相关的产业，其重要性不言而喻。从温度计到探测宇宙的仪器，仪器仪表在科技创新、社会治理等方面发挥着关键作用。

　　在以“产业协同 共创共赢”为主题的高端对话环节，北京京仪集团有限责任公司党委书记、总经理沈洪亮作为主持人，与7位嘉宾深度对话，共同探讨仪器仪表行业的现状与挑战。

　　我国仪器仪表产业链虽然齐全，但质量不稳定的问题依然存在。为了解决这个问题，我们必须强化质量评价体系，重视中试验证，依据实际应用和数据推动国产仪器不断进步。同时，我国科研创新目前多集中于样机和科研阶段，在工程化和产业化方面的安排不足。因此，今后创新专项应当加强工程化和产业化方面的安排。

　　高校应主动对接产业需求，调节学科和专业设置，聚焦于仪器仪表关键核心领域，开展前沿科学研究。高校可与企业建立联合实验室和创新中心，以提高科技成果转化效率、增强针对性，直接服务于企业需求。同时，鼓励教师深入企业一线，改革人才培养模式，让学生有更多机会接触创新实践，从而提高他们解决实际问题的能力。

　　要实现科技强国目标，我们必须致力于打造自主科技仪器设备和创新平台。当前，仪器仪表行业面临着高端技术缺失和产业链空心化的问题，核心材料、关键零部件的供应受制于国外和跨国公司。因此，要实现自主自强，我们必须从整机集成向关键零部件研发延伸，同时加大对中小企业创新的支持力度，以提高整个行业的自主研发能力。

　　在此前公布的美国商业管制清单（CCL）中，仪器仪表占比高达41%。目前，研发投入不足是制约国产仪器仪表发展的关键因素之一。因此，国产仪器厂商应深入了解市场需求，加强预先研究并重视推广反馈，与用户进行实际交流，而非仅仅局限于实验室或研究所内的研究。

　　政策支持对企业创新发展至关重要，在市场规则允许的范围内，提供更加明确、具体的政策指导和支持措施，以促进行业的持续发展。同时，企业也应当加强产业链协同合作，注重人才挖掘、培养，提升核心竞争力。

　　企业应积极与高校及科研院所开展合作，注重工艺优化和生产能力提升，并加强产业链上下游合作。同时，还应增强自身韧性，以减少外部环境变化带来的影响，共同构建生态体系，做到未雨绸缪。

　　为了推动仪器仪表产业的发展，企业可将资本与产业有效结合，并将硬科技作为未来战略发展的重点。面向未来，企业应积极布局，同时夯实人才根基，以此作为企业持续发展的核心战略。